PLM技术应用与发展综述

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欢迎访问e展厅 展厅 3 PDM/PLM/CAPP展厅 图文档管理系统, CAPP... PLM（产品全生命周期管理）是近年来发展起来的新兴技术，同时也是与产品创新有关的一系列技术的总称。本文从应用角度，对PLM的内涵，PLM在全球的市场现状，PLM在中国的应用现状进行概述，同时对PLM技术未来的发展进行展望。 一、 关于PLM的定义与内涵 关于PLM，实际上目前并没有一个业界统一的定义，各个厂商以及专业咨询公司给出的定义和内涵并不完全一致，导致对PLM的概念理解的模糊，甚至误导。 实际上，根据业界权威的CIMDATA(www.cimdata.com)的定义，PLM是一种应用于在单一地点的企业内部、分散在多个地点的企业内部，以及在产品研发领域具有协作关系的企业之间的，支持产品全生命周期的信息的创建、管理、分发和应用的一系列应用解决方案，它能够集成与产品相关的人力资源、流程、应用系统和信息。PLM包含以下方面的内容： ★ 基础技术和标准（例如XML、可视化、协同和企业应用集成）； ★ 信息创建和分析的工具（如机械CAD、电气CAD、CAM、CAE、计算机辅助软件工程CASE、信息发布工具等）； ★ 核心功能（例如数据仓库、文档和内容管理、工作流和任务管理等）； ★ 应用功能（如配置管理）； ★ 面向业务/行业的解决方案和咨询服务（如汽车和高科技行业）。 按照CIMDATA的定义，PLM主要包含三部分，即CAX软件（产品创新的工具类软件）、cPDM软件（产品创新的管理类软件，包括PDM和在网上共享产品模型信息的协同软件等）和相关的咨询服务。实质上，PLM与我国提出的C4P（CAD/CAPP/CAM/CAE/PDM），或者技术信息化基本上指的是同样的领域，即与产品创新有关的信息技术的总称。 从另一个角度而言，PLM是一种理念，即对产品从创建到使用，到最终报废等全生命周期的产品数据信息进行管理的理念。在PLM理念产生之前，PDM主要是针对产品研发过程的数据和过程的管理。而在PLM理念之下，PDM的概念得到延伸，成为cPDM，即基于协同的PDM，可以实现研发部门、企业各相关部门，甚至企业间对产品数据的协同应用。 软件厂商推出的PLM软件是PLM第三个层次的概念。实际上，这些软件的功能与CIMDATA描述的cPDM的功能基本一致，即不仅针对研发过程中的产品数据进行管理，同时也包括产品数据在生产、营销、采购、服务、维修等部门的应用。 因此，实质上PLM有三个层面的概念，即PLM领域、PLM理念和PLM软件产品。而PLM软件的功能是PDM软件的扩展和延伸，PLM软件的核心是PDM软件。 二、 全球PLM市场分析（指PLM领域） 根据CIMDATA于2005年4月发展的研究报告，2004年度全球PLM市场为160亿美元，2003年增长10％，预计到2009年的平均复合增长率为8%，达到250亿美元。因此，这是一个迅速发展的领域。如图1所示。 其中，2004年度全球cPDM市场为54亿美元，比2003年增长17％，预计到2009年的平均复合增长率为15%，达到110亿美元，如图2所示。而工具类（CAX)软件的平均复合增长率为4.5%。到2009年达到140亿美元。也就是说，目前，以及在未来五年内，工具类(CAX)软件在整个PLM领域中占据的份额仍然大于管理类软件。通俗地说，就是UG、PROE、CATIA，以及各类CAE/CAM软件的销售额要大于PDM软件的销售额。 从地区分布来看，欧洲与美洲的cPDM软件营业额基本相当，亚太地区略低一些。但是，亚太地区的cPDM市场增长更为迅速，如图3所示。 从行业分布来看，汽车与各类交通工具行业cPDM应用最为广泛，其次是电子、机械制造、航空和国防。在流程行业中的包装、食品应了和制药行业、石化等行业也有一定应用。这也就是说，PLM技术整体上在离散制造业的应用要远远多于流程制造业。如图4所示。 全球PLM厂商的业务总额如图5所示。红色的表示合作伙伴的营业额，蓝色表示PLM厂商自身的营业额。根据厂商公布的数据，在2004年，UGS、达索系统和Autodesk三大巨头的营业额均超越了10亿美元。但由于Autodesk公司的部分销售额来自建筑等其它领域，因此CIMDATA的统计中没有包含该公司的数据。根据e-works的估算，Autodesk公司在PLM领域的收入大约占其总收入的一半左右。 全球cPDM领导厂商的业务总额如图6所示。红色的表示合作伙伴的营业额，蓝色表示厂商自身的营业额。有趣的是，ERP巨头SAP的cPDM相关收入处于第一位。而UGS及其合作伙伴的总体营业额居首位。同时也可以看出，对于从CAD领域发源的PLM厂商UGS，Dassault和PTC，其管理软件收入（如UGS的Teamcenter和PTC的Windchill）仍然低于工具类软件(如UGS的UG NX和PTC的PROE)收入。Matrix One和Agile是PLM领域的后起之秀，他们没有自己的CAD解决方案，被称为中性的PLM厂商。最近，Agile收购了提供图形浏览和会签工具的加拿大软件企业Symmetry，从而进一步提升了对各类CAX软件的浏览和管理能力。实际上，ERP领域的ORACLE、IFS和SSA（收购了BAAN公司）等厂商也提供了PLM解决方案，由此可以看出，PLM领域是当前企业信息化的热点和重点，ERP厂商也开始进军这一领域，ERP厂商的PLM解决方案能够很好地解决与自身ERP软件的信息集成问题，在BOM信息管理方面功能较强，但功能相对简单，图档管理功能较弱。 三、 PLM在中国的应用现状概述 客户需求的个性化、市场竞争的白热化、国内市场国际化，对制造企业的研发能力提出了新的挑战。因此，缩短产品上市周期、提高产品质量和服务质量、降低产品成本成为制造企业生存和发展必须考虑的关键问题；同时，PLM为ERP提供产品数据源，没有准确的BOM信息，ERP就成为无源之水；而企业已经应用OFFICE软件和CAX软件生成的大量电子图文档也需要进行有效的管理，保证企业知识产权的安全。这些因素推进了PLM软件在企业中的应用。产品的总体成本70％取决于设计阶段，设计方案的优劣直接影响企业的盈利，因此，PLM软件的应用对于企业提升竞争力具有重要意义。 目前，PLM软件主要还是在大型和中型企业应用，那些产品结构复杂，设计周期长，设计工作量大的企业更倾向于应用PLM软件，尤其是那些需要按订单设计的企业，则PLM有更大的用武之地，而对于以生产制造为主的企业，则PLM用处不大。在中国，PLM软件的用户也主要分布在交通运输、航空航天、电子、机械等行业。而在中小企业则主要需要应用PLM软件中的图文档管理功能。总体上，我国企业应用PLM软件已经取得了初步效果，对于企业提高研发效率，实现研发过程的协同工作，缩短产品上市周期，降低产品成本起到了一定的作用。 根据e-works在2004年底进行的统计，目前，企业应用PDM/PLM主要出于一下目的： PLM是企业产品研发体系的各类软件系统，如CAD/CAPP/CAM/CAE等工具软件的应用平台。与各类工具类软件不同，PLM与ERP一样，需要根据企业的行业特点和个性化需求进行实施。而且PLM要真正发挥威力，不仅要有合适的PLM软件，而且必须建立配套的管理措施，结合设计方法的优化，开展标准化、系列化、模块化工作，以便能够用更少的零部件组合出更多的产品，规范产品研发过程的管理。同时，PLM实施成功，有赖于软件公司与企业的高度配合，对于实施顾问和企业实施人员的素质有很高的要求，对于实施过程的项目管理要求也很高。目前，企业实施PLM的周期一般在三个月至一年。 中国企业应用PDM软件大体上是从1997年开始的，而PLM的理念和软件在中国的出现是从2001年开始的。到目前为止，国内外软件厂商提供的PLM软件还处于发展过程之中，并不具备PLM理念中所应当具备的所有功能，大多数软件实质上还只具备PDM软件功能。因此，中国制造企业应用PDM和PLM技术是在企业自身对需求不是很明确，而PDM和PLM技术又不是很成熟的技术上进行的，因此，与ERP在中国的实施应用一样，PLM在中国的总体实施效果也并不理想，大多数企业只实现了部分模块的应用。 目前，中国企业应用PLM还处于初级阶段，应用的比例还很低，总数只有几千家。在应用PLM的企业中，多数企业还只是在研发部门应用PDM，实现图档管理（包括图档浏览、编辑、打印、删除的权限控制）、图档的版本管理、产品结构管理、产品设计过程的工作流管理；少数企业实现了产品配置管理、图档的变更管理、与ERP的集成和项目管理；真正实现异地协同设计、跨部门应用的企业在中国只有极少数大型企业，数量不超过20家。企业应用PDM/PLM的现状如图8所示： 我国专业从事PLM领域软件开发的软件企业有十多家，大多数是从开发CAD软件发展起来的，包括清软英泰、艾克斯特、开目软件、天喻软件、新模式、上海思普、大天软件、天舟兴业、CAXA等。经过近十年的发展，目前，我国的PLM软件的技术水平、软件体系构架、软件功能的实用性、可靠性和软件实施能力得到了很大的提升，在PLM核心功能方面已经达到了实用水平。 总体上，PLM领域的增长高于ERP领域，而中国PLM领域的需求的增长又远远高于欧美，因此，国际上的主流PLM厂商都把中国当作一个具有战略意义的市场，加大了在中国市场的投入。除PTC、UGS、达索系统三大巨头之外，AGILE也选择苏州新宇软件作为合作伙伴，积极拓展国内市场，韩国CIES公司也携其PLM软件DYNAPDM进入了中国。最近，我国国产CAD领域的领军企业CAXA与达索系统合作，推出了CAXAV5，旨在面向中小企业提供PLM解决方案。2005年，在我国PLM领域的高、中、低三个市场，都会有十分激烈的竞争。 四、 对PLM未来发展的展望 最近，PLM领域的巨头UGS公司收购了TECNOMATIX公司，整合到其PLM解决方案之中，后者是提供MPM（制造流程管理）方面解决方案的国际知名厂商，MPM主要解决的是产品工艺的设计与优化、车间生产过程的仿真优化等；同时，达索系统也将具有类似功能的Delmia软件引入了中国，加入到其PLM解决方案之中；而PTC则推出了PDS，产品开发系统的理念，将PLM软件的功能与产品研发过程的管理与优化结合起来。因此，PLM理念本身是在不断变化与延伸，在主流厂商的推动与大型企业的应用过程中不断完善。最终，PLM将能够管理从产品的需求分析、概念设计、初步设计、工艺设计、制造过程的数据和流程，并实现与项目管理、ERP等软件的双向集成。同时，在PLM中，还会包含研发过程的质量管理和成本管理，使产品在研发过程中就能够确保产品高质量、低成本。 随着企业应用的深入，PLM理念中包含的在企业的多个部门和在异地进行协同将逐渐成为现实，产品信息在供应链合作伙伴中的共享也会逐渐实现，PLM将会逐渐发挥出更大的效益。 在整个PLM领域，CAE、DMU（虚拟数字样机）等技术，正在逐渐成为应用的热点，这些技术可以帮助企业在研发阶段通过虚拟仿真与优化而降低产品的试制成本，进一步缩短产品上市周期。 PLM在中国的应用方兴未艾，前景广阔。(end)

文章内容仅供参考 (投稿) (如果您是本文作者，请点击此处) (4/28/2005)